論文の概要: Additive GaN solid immersion lenses for enhanced photon extraction
efficiency from diamond color centers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.11671v1
- Date: Tue, 20 Jun 2023 16:48:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-21 13:26:01.673211
- Title: Additive GaN solid immersion lenses for enhanced photon extraction
efficiency from diamond color centers
- Title（参考訳）: ダイヤモンド色中心からの光子抽出効率向上のための添加GaN固体浸漬レンズ
- Authors: Xingrui Cheng, Nils Kolja Wessling, Saptarsi Ghosh, Andrew R.
Kirkpatrick, Menno J. Kappers, Yashna N. D. Lekhai, Gavin W. Morley, Rachel
A. Oliver, Jason M. Smith, Martin D. Dawson, Patrick S. Salter, Michael J.
Strain
- Abstract要約: マイクロトランスファープリントGaN固体浸漬レンズによるバルクダイヤモンド中の窒素空孔中心(NV)からの蛍光集光効率の向上を報告した。
マイクロレンズは非侵襲的に集積され、非構造ダイヤモンド表面に付加され、ヴァンダーワールス力によって結合される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8146444405225518
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Effective light extraction from optically active solid-state spin centres
inside high-index semiconductor host crystals is an important factor in
integrating these pseudo-atomic centres in wider quantum systems. Here we
report increased fluorescent light collection efficiency from laser-written
nitrogen vacancy centers (NV) in bulk diamond facilitated by micro-transfer
printed GaN solid immersion lenses. Both laser-writing of NV centres and
transfer printing of micro-lens structures are compatible with high spatial
resolution, enabling deterministic fabrication routes towards future scalable
systems development. The micro-lenses are integrated in a non-invasive manner,
as they are added on top of the unstructured diamond surface and bond by
Van-der-Waals forces. For emitters at 5 micrometer depth, we find approximately
2x improvement of fluorescent light collection using an air objective with a
numerical aperture of NA = 0.95 in good agreement with simulations. Similarly,
the solid immersion lenses strongly enhance light collection when using an
objective with NA = 0.5, significantly improving the signal-to-noise ratio of
the NV center emission while maintaining the NV's quantum properties after
integration.
- Abstract（参考訳）: 高インデックス半導体ホスト結晶内の光学活性な固体スピン中心からの有効光抽出は、これら疑似原子中心をより広い量子系に統合する上で重要な要素である。
マイクロトランスファープリントGaN固体浸漬レンズによるバルクダイヤモンド中の窒素空孔中心(NV)からの蛍光集光効率の向上について報告する。
NV中心のレーザーライティングとマイクロレンズ構造の転写印刷はどちらも高空間分解能と互換性があり、将来のスケーラブルなシステム開発に向けた決定論的製造経路を可能にする。
マイクロレンズは非侵襲的に集積され、非構造ダイヤモンド表面に付加され、ヴァンダーワールス力によって結合される。
深さ5マイクロメートルのエミッタでは, 数値開口率0.95の空気目標を用いた蛍光光の約2倍の改善がシミュレーションとよく一致している。
同様に、固体浸漬レンズは、NA = 0.5の目標を用いた場合の光収集を強く強化し、統合後のNVの量子特性を維持しながら、NV中心放射の信号対雑音比を著しく改善した。
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